电力变压器继电保护篇1
摘要：电力变压器的工作对于电力系统来说非常重要，电力变压器一旦出现故障可能会造成电力系统的异常，因此，电力变压器中通常会安装气体继电器来进行保护，一旦电力变压器出现问题，气体继电器会发出信号或者是采用跳闸方式进行断电。
关键词：电力变压器气体继电器保护
中图分类号：tm63文献标识码：a文章编号：1672-3791（2016）08（c）-0017-02
当前，电力变压器中用来进行电力和元件保护的主要装置就是气体继电器。这种气体继电器的保护性能较强，运转起来比较简单，非常实用。了解电力变压器气体继电器的工作原理和工作情况，能够及时排除故障，确保电力变压器的正常工作。
1气体继电器的工作原理
气体继电器是至今研制出来的工作原理简单、设备制作相对省力，也能够在大量使用中节省投资的一种保护装置。气体继电器的应用可以在电力变压器出现各种故障时第一时间反映出来，避免变压器短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组断线或绝缘劣化和油面下降对电力变压器工作带来的不良影响，有效避免了故障的扩大化，还保护了电力的输送。其工作原理充分利用了气体压力的特点。在气体继电器中，主要有一个上部的浮筒，下部有一块金属挡板，这两部分都有密封起来的水银接点。正常情况下，继电器内通常装满油，这样，浮筒就会浮在油上，挡板有一定的重量所以沉在油底，上下的水银接点是碰触不到的。但是当轻微故障时，气体继电器中气体产生的速度缓慢，这种情况下气体逐渐积聚，迫于气体的压力，继电器的油面下降，这时浮筒下的水银点和挡板上的水银点会接在一起，随即延时信号被接通。
2气体继电器的保护范围
气体继电器一般是保护电力变压器短路、漏油或者接触不良的故障，避免这些故障带来更大的伤害。由于气体继电器的反应比较灵敏，所以能够较早地反映故障，可以在故障还未造成大的危险时及时反映出来。气体继电器所保护的范围是电力变压器的内部，对于外部的故障无法进行反映。但是假如电力变压器受到了外部的因素影响导致产生震荡，气体继电器也可能产生误判。
3气体继电器的安装和使用
3.1安装方式和注意事项
3.1.1安装方式
气体继电器只有正确安装，才能发挥良好的作用。气体继电器需要安装在变压器油箱与储油柜之间的连接管道中。在安装时，要考虑到气体继电器的灵敏度和可靠性，要确保变压器邮箱内部产生的气体全部顺利进入到气体继电器中，在气体充满继电器后，又可顺利进入储油柜中。
3.1.2注意事项
（1）将导油管装在变压器顶盖的最高处。
由于气体继电器需要气体的进入和排出，还必须避免气体会留在继电器的顶盖处或者留在导油管中，因此在安装气体继电器时需要和变压器的顶盖保持略微的升高坡度。
（2）导油管和气体继电器法兰盘在内径上要相同。
一般来说，导油管的内径要与气体继电器法兰盘的内径要相同，如果法兰盘之间采用了衬垫，那么衬垫的内径必然要大于法兰盘的内径，以避免衬垫受到压力在延伸时有效内径更加缩小，导致无法使用[2]。
（3）设置平板型阀门。
气体继电器和储油柜相连，在二者之间的导油管上应设置平板型阀门，一般在进行实验时储油柜中不需要放油。
3.2气体继电器的使用
电力变压器中，气体继电器的使用也必须遵守一定的规定。一般来说，气体继电器的使用需要区分轻气体保护和重气体保护，在轻气体保护时一般会发出保护信号，提醒使用者进行相应的检查，在重气体保护时就会实现跳闸，避免故障事态的扩大化。而在气体继电器需要进行滤油、补油、更换硅胶或者是需要处理呼吸器的时候，就应该先把重气体保护改成轻气体保护，这样就不至于跳闸，在完成这部分工作后，再恢复重气体保护的功能。如果变压器的油位异常升高或者油路出现了异常情况，那么可能就需要查找问题原因，这时也需要把气体继电器的重气体保护跳闸改为信号保护。但是如果是变压器大量漏油的情况下，就不能关闭重气体保护的功能。另外，在气体继电器出现轻气体保护动作时，可能并不是变压器出现问题，而是油中有空气逸出或强迫油循环系统吸入空气引起，并且持续轻气体保护也可能造成跳闸，在维修时，应先将重气体保护动作改投信号，再进行检修[3]。
4气体保护动作的主要原因及处理措施
4.1动作原因
4.1.1电力变压器内部出现故障
电力变压器内部出现故障时，气体继电器就会发生一定的动作处理。一般情况下，变压器如果在进行一些常规操作时出现不当的情况，就容易产生轻气体动作。比如变压器在加油、滤油、换油或换硅胶过程中，都可能产生漏气的情况；继电器的温度下降或者是出现漏油情况，也会使油面降低，造成轻气体动作；油箱的轻微震动可能会产生少量的气体。另外，气体继电器本身出现短路或者是回路的故障可能会出现轻气体动作；变压器发生了穿越性的短路故障，虽然不会对变压器及电路本身造成大的损害，但是气体继电器也可能受到温度上升的影响，使油的体积膨胀，造成轻气体动作。但在变压器内部发生严重的回路故障、近区穿越性短路故障时，就会发生重气体动作。
4.1.2辅助设备出现故障
电力变压器中还有一些辅助设备，这些辅助设备通常有呼吸系统、冷却系统、散热系统等，还有一零配件出现问题，也可能导致气体继电器发生动作。比如变压器的呼吸系统中气囊堵塞，就会造成气体继电器发生动作，还可能产生喷油、漏油的现象。冷却系统漏气或者阀门阻塞都可能使得气体继电器产生动作。如果潜油泵被损坏，也可能导致可燃性气体进入到气体继电器中，发生保护动作。总之，这些辅助设备中的问题大都是出现了漏气、阻塞、产生气体、漏油等情况，促使气体继电器发生动作。
4.1.3放气操作出现异常
如果外界气温较高，变压器的负荷较大时，应进行放气，在进行放气操作时，要比较缓慢地打开放气阀，逐渐放气，如果一下子操作幅度过大，油枕内的空间压力突然降低，就可能引发重气体动作。
4.2处理措施
一旦气体继电器出现保护动作后，说明电压器有一定的问题，所以要立即进行故障的排查和处理。在气体继电器出现保护动作之后，要先对变压器进行检查，最关键的是查找动作原因，然后对症下药。如果是因为出现了空气积聚的情况，应该找到进气原因，并且检查气体是否为可燃性气体。可燃性气体的出现说明属于变压器内部的故障，而普通空气的话则是变压器或继电器出现了漏气情况。正常情况下，只要出现了气体继电器的保护动作，那么电力变压器就应该先停止运行，查明事故原因并解除危险之后再投入运行。
5结语
综上所述，气体继电器在电力变压器的工作运行中起着重要的保护作用，工作人员可以通过气体继电器的反应动作来判断电力变压器的故障情况，并且也方便了电力变压器的检修。需要注意的是，相关工作人员在进行故障检修时，必须要重视对气体的检验，以避免发生比较危险的情况，确保电力变压器在维修之后可以正常运行。另外，相信随着电力技术的不断发展，电力变压器的保护措施也会越来越简便和完善。
参考文献
[1]杨雷.浅谈电力变压器故障与故障诊断分析[J].江西建材，2016（17）：223，225.
电力变压器继电保护篇2
关键词电力系统；电力变压器；继电保护
中图分类号tV文献标识码a文章编号1673-9671-(2012)081-0155-01
在电力系统中，电力变压器是输配电力不可缺少的组成部分，在机床电器、机械电子设备等中得到了广泛应用。但是，电力变压器在运行的过程中，由于器件老化等问题导致设备出现故障，从而影响了电力系统的安全持续运行，尤其是大容量变压器出现故障，可能导致整个电力系统严重瘫痪。因而，随着电力系统的飞速发展，人民生活质量的不断提高，对电力变压器的继电保护要求也越来越高。如何加强电力变压器继电保护功能，确保电力系统安全稳定的运行是目前被广泛关注的问题。本文就电力变压器的继电保护进行研究探讨。
1电力变压器的常见故障及非正常运行状态
电力变压器常见的故障主要有两种：内部故障和外部故障。
内部故障是指在故障发生在变压器油箱内，包括绕组的相间短路、单相接地短路、匝间短路以及铁芯的绕损等。内部故障造成的危害特别大，由于短路电流产生的电弧，不仅会烧坏铁芯，破坏绕组的绝缘保护，而且可能提高变压器油和绝缘材料受热，使得变压器内部产生大量的气体，如果不得到及时处理，可能导致变压器油箱爆炸。
外部故障是指在故障发生在油箱外部，包括引出线相接短路和接地短路。
电力变压器的非正常状态是指在电力变压器带病运行的状态。非正常运行状态会使绕组、铁芯和其他金属构件过热，从而导致变压器绝缘。因此，继电保护装置应及时切断故障电路，避免造成更大的损坏。
2继电保护的特点
2.1可靠性高
继电保护由于配置合理、质量技术性能优良及正常的运行维护与管理，因而具有较高的可靠性。在继电保护系统中，信息管理技术运用了方法库与数据仓库，有利于系统的维护和升级。在运行过程中，与传统的分散式传输不同，信息管理系统运用了集中运输的方式，即集中于网络中心的数据库和规则库，即使某个客户的工作站出现故障，对整个信息系统的正常运行不会造成影响，从而保障了保护系统安全、可靠性能。如图1所示。
k1点短路时，应先由保护3动作跳闸，将故障线路CD切除，而变电所a、B、C继续供电，而不是由保护1或2首先动作跳闸，中断变电所B、C、D的供电，造成大面积停电。
2.2实用性强
当系统运行时会出现一些实际问题，继电保护通过对二次部分中各类数据之间的使用和共享，能够将实际问题有效解决。继电保护还能分析系统、统计数据，操作简单，实用性强，使继电保护的运行得到有效地保障。
2.3实现远程监控
微机保护装置存在串行通信，能够与远方的变电站微机监控系统实现相互通信，使整个微机保护都实现了远程监控功能，从而节省了人力，更加保障了无人变电站的继电保护系统的安全运行。
3电力变压器的继电保护保护措施
根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的相关规定，继电保护装置的配置应遵循以下几个原则：1）应装设轻瓦斯和重瓦斯保护，用以分别瞬时动作于信号和断开各侧断路器；2）应装设瞬时动作于电流速断保护或断开各侧断路器纵联差动保护；3）根据实际需求采用过电流保护或阻抗保护等作为备用保护；4）装设零序电压保护、零序电流保护及过负荷保护，以带时限动作于跳闸和信号等。本文接下来将对电力变压器的几种电力保护措施进行详细阐述。
3.1瓦斯保护
瓦斯保护又称为气体继电保护，主要反映内部故障和油面情况，是变压器的主要保护措施。在正常运行时，瓦斯保护的上下油杯留有一定的空隙，使油杯在平衡锤的作用下，轻瓦斯触点与重瓦斯触点是分开的。当变压器油箱内部出现问题时，变压器油及其他绝缘材料在故障点电流和电弧的作用下迅速发热并产生气体；当故障较为严重时，油箱内存在大量的气体，气体流和油流迅速穿过联通管，进而冲向油枕的上部，由于压强增大，导致继电器内部的油面降低，两个触点接触，就会起动瓦斯保护，使继电器跳闸。
瓦斯保护动作后，可进一步观察油箱内情况，并加以分析，判断是何种故障。瓦斯保护的优点在于具有可靠性、灵敏性及速动性，局限性在于只能反映出油箱内部故障，并且受外界的影响因素大，需要设置过电流保护等后备保护。
3.2差动保护
差动保护主要通过对变压器高、低压侧的电流大小和相位进行比较，从而对变压器内部引出线与绝缘套管的相间短路故障以及变压器内的匝间保护实现保护功能。差动保护的保护区位于变压器一次、二次侧所装的电流互感器之间。差动保护主要有两种形式：纵联差动和横联差动，其中，纵联差动主要用于保护单回路，而横联差动主要用于保护双回路。
变压器在正常运行时，差动继电器中的电流与两侧电流互感器的二次电流之差相等，因而，差动继电器和继电保护都不会启动。当变压器内部某处发生故障时，故障点短路不等于或者大于继电器的动作电流，继电器就会出现动作，跳变压器各侧断路器将故障切除，同时自动发出动作信号。差动保护的优点在于能反映出变压器内部故障和外部故障，能够单独作用，无延时地将区内各种故障予以切除。因而，差动保护作为变压器的主保护，具有一定的优越性，广泛应用于各种电气主设备和线路的保护设备。
3.3过电流保护
过电流保护主要用于后备保护，对瓦斯保护或者差动保护起援的作用，主要反应外部相间短路引起的过电流。根据系统短路电流和变压器容量、变压器型号的不同，所采用的过电流保护方式也不同，例如：复合电压起动、负序电流及单相式低电压起动。而为了使得电力变压器实现一定的灵敏性和选择性，我们还可以根据变压器的实际情况采用阻抗。
3.4过励磁保护
当电力变压器的高压侧达到500kV时，其额定磁密接近于饱和状态，频率降低或电压升高时都有可能引起变压器过励磁。运用过励磁保护，就可以有效防止出现过励磁导致的过电流，可以有效避免变压器绝缘老化、劣化，对于延长变压器的使用寿命具有一定的作用。
3.5过负荷保护
过负荷保护主要运用于正常运行时的过负荷情况。尤其是对于400kVa及以上的变压器，需要考虑过负荷可能的情况装设过负荷保护装置，通常动作于信号。一般情况下，变压器的过负荷通常都是三相对称的，因而，只要在一相上接入过负荷保护，并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护。过负荷保护装置要装设在主电源侧。
4结论
变压器作为电力系统中重要的组成部分，合理科学地进行继电保护装置的设置，有利于节省维护、检修的费用，避免安全事故的发生，保障电力系统的安全稳定的运行。本文主要电力变压器的继电保护进行研究，在分析电力变压器的常见故障与非正常运行状态的基础上，对几种继电保护进行了详细研究，以期提升电力变压器的继电保护技术，使变压器不受各种因素的影响，保障电力系统安全稳定的运行。
参考文献
[1]王梅义.高压电网继电保护运行技术[m].电力工业出版,2008,10.
[2]赵洪梅.电力变压器的继电保护[J].电力与能源,2008,34.
电力变压器继电保护篇3
关键词电子变压器；继电保护技术；应用
中图分类号tm6文献标识码a文章编号1674-6708（2014）113-0154-02
不管是什么电力系统，运行都和变压器设备有很大的关系，因此，若想要保证电力系统能够正常运行，就必须保证变压器设备的安全。由于外界因素，电压器在运行中还是会发生故障，所以要采取措施对这些故障进行解决和处理，同时还要采取方法对变压器常见的故障进行预防，若是对故障处理得不及时，就会影响电力系统的运行安全。
1电力变压器继电保护概况及发生故障的原因
1.1电力变压器继电保护概况
电力系统在运行中，为了保证系统能够正常运行以及供电的可靠性，就要实行继电保护。当电力系统异常工作或者发生故障时，就可以在最短的时间以及最小的区域内，从系统中切除故障设备，或者让电力系统发出信号，让值班人员对电力系统的故障进行维修。确保用户能够正常使用电，减小对人们生活和工作的影响。继电保护装置有四项性能，一是灵敏性，指用灵敏系数表示反映故障的能力。二是可靠性，指不发生拒动作。三是快速性，在发生故障和异常时，能够快速地解决。四是选择性，切除故障，让故障在最小的区间进行，最大限度的对没有发生故障的部分继续供电。在对继电保护方案进行选择时，除了要注意以上几点，还要保证其经济性，不仅要考虑运行维护的费用和对保护装置的投资，还要考虑因为装置不完善导致的误动或者拒动从而造成的经济损失。
1.2电力变压器继电保护故障原因
根据以往的运行经验，可以得出电力变压器的故障一般分为两种，一种是内部故障，另一种是外部故障。
内部故障主要是在变压器内出现的故障，比如绕组之间有短路发生、引出线或者绕组通过外壳而发生的接地故障等。
外部故障则是因为变压器油箱外部的引出线以及绝缘套管发生故障，比如绝缘套管破碎而导致接地短路，因为引出线发生了故障从而导致绕组变形等。
变压器内部故障根据性质可以分为电故障以及热故障。所谓热故障，通常表现在变压器中温度升高或者局部过热。一般情况下，热性故障一般有四种故障情况，当温度小于一百五十摄氏度时，为轻度过热；当温度在一百五十到三百摄氏度时，为低温过热；当温度在三百到七百摄氏度时，是中温过热；当温度高于七百摄氏度时，为高温过热。所谓电故障主要指的是变压器内部因为高电场强度导致绝缘性能劣化或者下降的情况。电故障根据放电能量密度的不一样，分为火花放电、局部放电以及高能电弧放电。
2电力变压器保护作用
2.1瓦斯保护的作用
变压器中的主要保护措施是瓦斯保护，变压器油面降低以及变压器油箱内的故障都由瓦斯予以反映。当变压器出现轻微故障时，就会出现油面下降的现象，轻瓦斯会有信号发出，而当瓦斯有严重故障发生时，会有大量的气体产生，重瓦斯也会有跳闸的现象。
变压器内部发生故障时，故障局部会有发热的情况产生，这样一来，在附近的变压器就会发生油膨胀的现象，空气被放出，形成气泡逐渐上升，而其他材料和油会在放电等作用下产生瓦斯，从而让油面下降。
故障很严重时，产生瓦斯气体之后，增大了变压器内部的压力，从而让油流向油枕方向，挡板会在油流冲击时对弹簧的阻力进行克服，从而让磁铁朝干簧移动，接通干簧的触点，这样一来，就会发生跳闸的现象。
2.2差动保护的作用
差动保护是对变压器的主保护，主要是对变压器的引出线以及绕组的故障进行反映，变压器的各侧断路器它都可以跳开。根据装置不同，差动保护可以分为以下几种：
1）横联差动保护常常用于并联电容器以及短路保护中，当设备采用双母线以及双绕组时，就会采用横联差动保护；
2）纵联差动保护主要是对短路以及匝间短路等进行反映，保护范围主要包括引出线和套管。
2.3变压器的电压以及电流保护的作用
当变压器的外部有故障发生时，就会产生过电流；在变压器的内部有故障时，就会产生差动保护以及瓦斯保护的后备，在变压器中，应该安装电流保护装置。根据变压器容量以及系统短路电流的不同，对不同的保护方法进行选择。
2.4后备保护作用
主变压器在运行时有阻抗较大的特点，因此，主变压器在低压侧时有故障出现，对高压侧的运行不会产生影响。高压侧的稳定性对电压闭锁的保护功能可以有效地实现。但是在主变故障在运行时发生异常的情况下并不能及时的做出反应。因此，主变压器在运行时，要做好后备保护措施，可以采用高压侧和低压侧并联开放的方式，让闭锁回路的开放具有灵活性。
3电力变压继电保护的特点
3.1具有可靠性高的特点
电力变压器继电保护系统中的信息管理技术具有可靠性高的特点，因为它采用了方法库以及数据仓库的方式，因此为系统的升级以及维护提供了方便。以前信息管理系统在运行过程中，是采用的分散式，将信息传输给各个级别的用户，而如今则是集中在网络中心的规则库以及数据库中。若是有一个客户的工作站有问题出现，有损坏的现象发生，对信息系统的运行状态也不会有影响。站在软件开发商的角度上来看，系统的升级以及换代只用在方法库上进行，让整个过程都更加的方便和快捷。
3.2具有实用性强的特点
生产运行过程中的一些问题可以对数据的共享和使用进行解决，对分析和数据进行统计，因此具有实用性，在一定程度上，可以提高保护电力变压器运行的水平。
3.3可以对远程进行监控
微机保护装置有串行通行等功能，因此可以以通信的方式联络远方变电站的微机监控系统，从而让微机保护有远程监控的特点，这样一来，在变电站没有人时，也可以对继电保护系统进行监控。
4电力变压器继电保护技术
电力变压器的继电保护主要表现在，当变压器的内部有故障发生时，因为电压、电流以及油温或多或少都会发生变化，通过这些变化对电力变压发生故障的范围以及性质进行判断，从而对这些故障进行解决和处理。
在设计保护设备时，对机电保护装置的规范和标准要认真落实，按照国家颁布的政策要求进行设计。在设计以及选型时要严格把关，从而保证继电保护的协调和统一。
在进行维护时，对继电保护的执行情况以及定值计算要重点检查，确保保护装置定时是按照规范、标准以及要求正确投入的。对继电保护定值要认真验算，对母差保护、差动保护以及纵联保护等进行校对和核算，保证其选择性以及可靠性。巡视检查端子箱以及继电保护装置，对继电保护装置的运行状态要重点检查。通过对线路的纵差保护以及母差保护进行在线监测，判断它们是否有异常现象发生。对户外设备进行检查，判断它们是否做好了防雨以及防尘的措施，为了让保护装置能够发挥出它最大的作用，就要保证保护装置在投入运行时没有任何缺陷。
除此以外，根据电网运行的方式，对变电站投入保护装置的方式进行检查，判断二次回路以及自投装置是否是完好无缺，确保其正确投入。
5电力变压器继电保护的应用
5.1软件应用
软件应用功能主要是查询二次信息，分析处理“三遥”数据，比较以前的定时记录，对故障以及施工等报警事件进行响应和指示，统计动作次数和时间。管理二次设备实验的记录以及定值，让继电保护人员将数据认真、准确填写，从而让其他部门在共享和查询时更加方便。软件应用还有连接图像和数据库的功能，并且在图像中对二次设备的缺陷以及故障进行反映，对保护装置的运行进行分析。对一次装备的参数接口进行设置，还可以查询一次主接线图。
5.2方法库以及数据仓库
与传统的关系数据库相比，数据仓库的数据组织形式更加多样，它不仅对非结构性接口、应用程序接口以及动态存储等方面有很强的性能，还具备对数据进行处理的能力。
方法库指的是可以对大量处理方法进行存储以及封装的规则库，也是关于应用程序软件的集中表现方式，对数据的完整性可以有效地保证，同时还能对客户的使用范围进行限制。
5.3系统建立的模式
随着社会的发展和进步，计算机技术已经被广泛地运用到各个领域，信息资源的利用对于企业的发展有很大的影响，因此在电力变压器继电保护管理系统中，对这一点要十分注重，从外部空间收集可以用到的信息数据，也可以将信息数据提供给外部空间。因特网模式是近年来进行系统模式建立的主要模式。
6结论
综上所述，可以看出对电力变压器的保护十分重要，它不仅能预防事故还能缩小事故发生的范围，从而提高系统运行的可靠性。变压器是电力系统中十分重要的电器设备，它具有结构可靠以及故障小等特点。电力系统安全、正常地运行离不开电力变电站，它对功率的传输有一定的影响，可以减少同等级以及同一段线路功率传输的电流量，从而降低线路的损耗。本文主要对电力变压器继电保护技术进行了研究和分析，从而让它更好地运用到电力系统中，让电力系统在发生故障时，能够尽量减少用户的损失。
参考文献
[1]温源.500kV电力变压器继电保护问题探析[J].中国电力教育，2013(36).
[2]邹伟煜.电力变压器继电保护问题探析[J].价值工程，2010(15).
电力变压器继电保护篇4
【关键词】电力系统；继电保护装置；电力变压器
【中图分类号】tm【文献标识码】a
【文章编号】1007-4309（2013）06-0075-1.5
随着我国电力工业的迅猛发展，电网的规模也逐渐扩大，电网的密集度也在不断提高。作为电力系统的主要部件―变压器也时刻受到外界负荷的影响。电力变压器正常运行中，可能会发生各类型的故障，例如超高压输电建设，越来越离不开大型的电力变压器，它的故障也直接影响着整个电力系统的安全连续运行。因此，为了保证供电的可靠性和连续性，必须对电力变压器继电保护装置的性能和动作可靠性做出相应的严格设置。
一、电力变压器的故障类型及运行的非正常状态
（一）电力变压器故障类型。一般分为两类：邮箱内部故障、外部故障
1.邮箱内部故障即变压器的邮箱内发生的故障，如：高、低压侧绕组间的相间短路、轻微的匝间短路、发生在中性点接地系统中的侧绕组处单相接地短路等，还常常发生烧坏铁芯绕损等故障。变压器的内部故障特别危险，一旦发生故障，故障点所产生的电流和电弧不仅损坏绕组的绝缘、烧坏铁芯，故障严重时还会导致因变压器油受热分解产生的大量气体，引起变压器邮箱的爆炸。因此，继电保护应快速有效的切除这些内部故障。
2.邮箱外部最常见的故障如：绝缘套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。
其中绝缘套管和引出线上发生的相间短路和接地短路以及绕组的匝间短路是最常见的故障类型，因此一定要根据变压器的容量以及重要程度装设具有良好性能的继电保护装置。
（二）变压器不正常工作状态
常见的外部非正常工作状态如：过电流、过电压引起的过励磁故障；负荷超过额定容量引起的过负荷；油面降低的故障（通常由油箱漏油引起）；温度升高（通常由冷却系统所引起）。此外，在过电压或低频率等非正常运行状态下，对于到容量变压器，因其额定工作的磁通密度与铁心的饱和磁通密度相当接近，常常会引发变压器的过励磁故障。这些非正常运行状态往往会使绕组、铁芯等金属构件过热，从而威胁到变压器的绝缘性能。
二、电力变压器器继电保护设计方案
随着国内电力行业的发展，越来越多的超高压输电线路建设起来，随之扩大的还有超高压大容量的大型电力变压器，其运行的正常与否也将直接关系到国家整个电网的可靠性。针对上述电力变压器的各种故障类型及非正常运行状态，设置相对应并且安全可行的继电保护装置是非常有必要的。其核心任务就是通过继电器切除故障变压器，或通过一些信号传达给运行的相关人员采取相应消除异常的措施。根据DL400―1991《继电保护和安全自动装置技术规程》技术的相关规定，电力变压器应装设如下保护。
（一）变压器的瓦斯保护
变压器瓦斯保护（即气体继电保护），对于保护0.8mVa及以上的油浸式电力变压器，为防止其内部发生各类故障均应装设瓦斯保护。如：变压器油箱内部出现的一切故障，都可以发出跳闸的信号。瓦斯保护装置的主要元件有气体继电器，它安装在油箱和油枕间联管处。瓦斯保护的动作极其迅速、灵敏，并且结构也非常简单，但它不能反映如引出线上的邮箱外部故障，其次，瓦斯保护也常常因为一些外界干扰而做出错误的动作，因此瓦斯保护不能作为变压器内部故障的唯一保护装置。
（二）变压器的差动保护
差动保护以比较变压器高压侧、低压侧的电流大小和相位来实现作为构建原理。将变压器两侧电流互感器二次侧接线按正常时的“环流接线”。对于Y，dll之类的电力变压器来说，需考虑“相位补偿”的接线连接方式，变压器星形侧的电流互感器接成三角形式，而变压器的三角形侧的电流互感器进行星形方式连接。当变压器处于正常运行或出现外部故障时，此时的差动继电器的电流与两侧互感器的电流二者之间差值接近于零，此时，差动保护不动作，并且保护也不会有动作。当变压器内部以及变压器与电流互感器之间的引线处出现故障时，差动继电器中得电流等于两侧电流互感器的二次电流之和，成为故障点较大的短路电流，大于继电器保护动作最低所需电流值，继电器发出迅速切除故障的信号。差动保护一直以独特的高灵敏度、选择性好的特点、实现简单等特点，在发电机、电动机以及母线等设备上均能得到广泛应用，作为电器主设备的主保护，一直拥有着独特的优点。
（三）电力变压器的过电流保护
电力变压器过电流保护作为瓦斯保护和差动保护的后备，一般按照变压器的容量和短路电流的不同情况，过电流保护可采用用以下保护。
1.过电流保护。常用于降压变压器。
2.复合电压启动的过电流保护。一般在升压变压器及过电流保护的灵敏度不够时采用此保护。
3.负序电流及单相式低电压起动的过电流保护，此种保护常用于63mV-a及以上大容量升压变压器以及系统联络变压器。
（四）电力变压器的负荷保护
过负荷保护是用来预防变压器因过负荷而引起的过电流。电力变压器的过负荷保护装置一般采用一只电流继电器与某个单相线路相连的一对一的接线方式，一般在经过一定延时后动作于信号，或延时跳闸。
三、结语
综上所述，无论是变压器的外部短路或过负荷引起的过电流或温度升高等非正常工作情况，都不容忽视。因此，继电保护设计在以供电的可靠性和连续性为前提下，做好相应的严格设置。
【参考文献】
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电力变压器继电保护篇5
电力变压器是电力系统中非常重要的供电元件，其故障的发生对整个电力系统的正常运行和供电可靠性都会带来严重的影响。同时，电力变压器尤其是大容量的变压器也是十分贵重的元件，必须根据变压器的容量及重要性装设性能优异、工作可靠的继电保护装置。然而据相关资料统计，在2007～2013年期间，我国电力变压器纵差保护共动作1464次，其中误动作或拒动作449次，动作正确率只有69.3%，其继电保护正确率远低于发电机保护和线路保护。因此，有必要加强对电力变压器继电保护动作行为的建模与仿真分析。本文在综合分析电力变压器继电保护特点的基础上，主要探讨和研究了如何利用仿真分析系统，以实现对变压器多种继电保护行为的仿真分析。
一、matLaB软件简介
matLaB是目前国际公认的优秀科技应用软件之一，它是以矩阵运算为基础，将计算可视化程序设计融合到交互的工作环境当中，可实现工程计算、算法研究、数据分析、建模和仿真、程序开发等多种功能。随着科技的逐步发展，matLaB软件也正逐步得以完善，并逐渐发展为一个具有极高通用性，并附带有多种实用工具的运算操作平台。
Simulink则是matLaB所提供的用于对动态系统进行建模、仿真和分析的集成环境，也是结合了框图界面与交互仿真功能的非线性动态系统仿真工具。Simulink可提供多种仿真工具，尤其是其不断扩展的、内容丰富的模块库，不仅能够进行线性和非线性系统的仿真，而且支持多种采样频率系统的放逐者，使不同的系统能以不同的采样频率组合，这样就可以仿真较大和较复杂的系统，这也为电力变压器继电保护动作行为的建模与仿真提供了极大的便利。
本文所分析的变压器继电保护动作行为仿真系统，即主要是采用的Simulink模块对系统进行建模与仿真，整个系统的操作简单，人机界面友好，仿真结果准确、直观，能充分满足对变压器继电保护的故障分析、试验研究、培训教学等多方面的用途。
二、仿真分析系统软件功能概述
本文所分析的电力变压器继电保护动作行为仿真分析系统软件，是基于matLaB软件中的Simulink模块构建出各类变压器故障模型，并以Simulink模块建模仿真出的故障数据波形与GUi界面相结合，共同构建得到的一款人机界面友好、操作简便的电力变压器继电保护分析软件。
在差动保护分析系统界面中科可实现由GUi界面提供的“参数录入”，使数据信息能够传递到Simulink差动保护模型的变压器参数当中。其中，电力变压器参数主要可通过相关计算软件所得出，再将参数值输入到“保护整定”中，以实现对变压器差动保护动作值的整定。界面中的“故障类型”则主要包括了变压器短路的各类故障情况，例如内部三相短路、内部各两相线路间短路、内部a相接地故障、绕组之间的短路故障等等。当完成了各项参数的录入工作以后，即可点击界面中的“开始仿真”按钮，分析系统即可根据编程得到具体分析结果，并根据变压器的各类短路故障类型进行分析，以判断变压器差动保护动作是否正确。
三、仿真分析系统中模型构建与仿真分析
电源采用“three-phasesoure”模型，电源en与电源em的电势相位差10°，其它设置基本相同；变压器t采用“three-phasetransformer”模型，并选种饱和铁芯，为了简化仿真，可设定变压器两侧的绕组接线方式相同，电压等级也相同；三相电压电流测量模块Um、Un将在变压器两侧测量得到的电压、电流信号转变为Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用；三相断路器模型QF1和QF2分别用于控制变压器的投入，故障模块Fault1和Fault2则分别用于仿真变压器保护区内故障和区外故障。
变压器差动保护的建模与仿真。变压器空载合闸时励磁涌流的仿真。仿真分析系统利用图3中模型分析三相变压器空载合闸过程时，设置三相断路器模块QF1的切换时间为0s，仿真时间为0.5s，仿真算法为ode23t。三相断路器模块QF2、故障模块Fault1和Fault2在仿真中均不动作（设置其切换时间不大于仿真时间即可）。为了观察变压器合闸时的励磁涌流，系统在图3中所示的模型中添加了示波器模块，为了便于对励磁涌流进行谐波分析，示波器模块的参数应进行相应设置。
将电源em的a相位初相位设置为0°后运行仿真，即可得到变压器空载合闸后的三相励磁涌流的波形。对仿真结果分析可知，可以明显观测得到变压器励磁涌流具有以下特点：包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于时间轴的一侧；包含有大量的高次谐波；波形之间容易出现间断。仿真分析系统为了有效比较合闸时励磁涌流与短路电流的大小，设置有故障模块Fault1，使电路在0.25～0.45s之间发生三相短路，再进行运行仿真，即可得出：在本次仿真中，a相空载合闸时的励磁涌流峰值相比短路电流要稍小，而B、C相空载合闸时的励磁涌流峰值要比短路电流大。通过仿真分析，可实现对变压器差动保护中短路故障电流和励磁涌流的有效区分。
变压器绕组内部故障的仿真。如果只是利用图3中的模型，是无法进行变压器绕组内部故障仿真的，为了有效解决这一问题，可将图3中的三相变压器模型改变为三个单相变压器，并在系统变压器属性框中选中“三绕组变压器”，从而构建出具有一个初级绕组、两个次级绕组的单相变压器（两个次级绕组首尾相连，当作一个次级使用）。初级绕组和次级绕组可按照三相变压器的接线组别进行连接，次级绕组的额定电压、电阻和电感的参数可灵活调整以便进行变压器内部故障的仿真，故障点可设置于两个次级绕组的连接线上，也可设置于绕组首段，新的仿真模型如。
经过这样设置处理后，即可进行变压器内部整个绕组的单相接地、两相短路、两相接地短路、三相短路等故障的仿真分析。在分析过程中，可设置两个次级绕组的参数相同，并设置三相断路器模块QF1、QF2的切换时间均为0s，故障模块为Fault1，使电路在0.3s～0.5s之间发生aB相间短路，故障模块Fault2不动作，再运行仿真，即可得到变压器绕组50%处发生两相短路故障时的电流波形图。
本文结合实际工作经验，探讨和研究了一种基于matLaB软件，所开发设计的可实现多种电力变压器继电保护行为的仿真分析系统，并利用matLaB软件中的Simulink模块，主要构建出了变压器差动保护中的各类仿真模型，并对各个保护模型在不同故障类型下进行了仿真与分析，通过仿真所得出的结果也与继电保护的实际理论相一致，这也证实了该系统建模与仿真的正确性。
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电力变压器继电保护篇6
关键词：变电站；220kV变压器；继电保护
作者简介：侯念国（1972-），男，山东淄博人，山东电力集团淄博供电公司，高级工程师；孙红霞（1973-），女，山东淄博人，山东电力集团淄博供电公司，技师。（山东淄博255000）
中图分类号：tm406文献标识码：a文章编号：1007-0079（2014）06-0230-02
变压器作为电力系统中十分重要的电气设备，其正常稳定运行对电力系统安全有很大的影响。因此，在实际变电站中应该采取合适的继电保护装置和措施保护变压器。
一、继电保护概述
电力系统继电保护的主要目的是分析电力系统故障、不正常运行状态并研究解决对策和反事故自动化保护措施，其基本任务是在电力系统处于故障或不正常工况时及时进行故障处理，分析故障发生的原因并在最短时间内自动切除故障。由于近年来电力行业发展迅速，继电保护装置的发展速度太慢，在很大程度上会造成严重的全系统长期大面积停电事故的发生，引发电力系统瘫痪。因此，考虑到电力系统全局，电力系统继电保护不仅应该可靠地切除系统中的故障部分，还应该分析切除故障后系统可能出现的工况，如不稳定运行等。电力系统继电保护可以在系统的正常运行被破坏时尽可能地限制影响范围，以减少经济损失。
二、220kV变电站概述
1.变压器工作原理
变压器是变电站的主要设备。按照绕组类型，变压器可以分为双绕组变压器、三绕组变压器以及自耦变压器，其中自耦变压器每相的高低压共用一个绕组，在高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线。变压器两端电压高低与绕组匝数成正比，与电流则成反比。按照变压器的作用可将其分为两大类：升压变压器和降压变压器。为保证负荷不同时电压质量的合格，变压器电压应该与电力系统相适应，并且可以方便地进行不定期的分接头切换。
220kV的变电站中设有与变压器设备工作原理相似的电压及电流互感器。这些互感器可以按照相关规定，将一些高压设备及母线的运行电压或大电流以及母线负荷、短路电流等转换成低电压和小电流，以供测量仪表、继电保护以及控制设备等使用。需要注意的是，由于变电站系统中电流互感器两次的绕组总与负荷相连，接近短路故障状态，在实际运行中决不允许处于开路状态，以免对设备本身或变电站造成威胁和影响。
2.变压器运行继电存在的问题
作为变电站的主要设备，变压器通过电磁场调节电压，并通过切换分接头，调节输电线路中的负荷。在此过程中，变压器有可能会发生变电问题，引发电压不稳定或未达到固定值等问题，造成输电障碍。
（1）变压器运行电压异常。运行过程中的变电器会受到如温度、气体以及水分等很多因素的影响。这些因素很大程度上会阻断变电站中变压器的输电，从而使得输电电压异常。变压器的气体状况异常时很容易使信号发生跳跃，从而导致变压器的邮箱内部发生故障；变压器外部有短路发生时可能导致变压器温度升高，油面降低，电压不稳；而负荷过重时，变压器也会由于内部信号、磁场等的原因出现电压问题，并且对变压器本身有极大损害。
（2）变压器继电干扰异常。变电站的主要功能是通过磁场的作用进行高低压的变换，将由发电厂输出的电能进行变压，便于远距离输电，从而降低输电线路上的损耗，以实现电能的合理输送。一般来说，220kV以上变电站中变压器继电保护装置的电磁干扰来源主要有以下几个方面：
电力系统发生了短路故障；一次系统的干扰，比如雷击等；变压器的断路器本身发生了故障；工作时，工作人员接触设备外壳导致的火花放电以及话机的使用。
当变压器收到电磁干扰时这些电磁干扰会在整体上阻断整个输电线路，并且通过各种方式使得电磁干扰源和受到干扰的回路与设备连接起来，从而形成回路，对变压器的输电电压有着严重影响，使其发生严重故障。变压器的辐射干扰主要来源于两方面（高压开关场的干扰以及步话机幅射干扰），其中影响最大的高压开关场的电磁干扰包括通过同一电缆的各种耦合，如电容耦合、电感耦合及传导耦合等。它们会通过芯线相互间产生干扰电流，进而感应出干扰电压，并通过终端设备的共模干扰表现出来。由于在220kV以上的变电站中，变压器的继电保护和自动控制设备直接安装在开关场中，高压开关场的电磁干扰则成为主要的干扰因素。
3.220kV变电站变压器运行故障与保护形式分析
一般情况下，当变压器出现了以上所述的各种故障与异常情况时，应当在变压器中设置机电保护措施来发现、避免和切除故障，从而保障变压器的安全稳定运行。变压器设置保护装置的原则一般如下：
（1）气体保护：变压器的气体保护是指可以瞬时作用于变压器的运行控制信号上使其跳闸的跳闸式保护。变压器的气体保护主要对变压器油面降低以及变压器的油箱内部故障等问题进行控制保护。
（2）电流速断保护与差动保护：变电站中的变压器常用的一种保护形式就是电流速断保护与差动保护。这两种保护形式进行变压器保护时也是通过瞬间跳闸的方式实现的，一般用于对变压器出线端的短路，或变压器设备的内部故障进行控制与保护。
（3）过负荷保护：变电站中变压器采取的过负荷保护是依据变压器的运行状况，当其出现过负荷运行时，在其设备线路中设置过电流保护，对由于过负荷运行引起变压器中的过电流事故进行避免和控制。
（4）过流继电保护与温度信号保护：实际中，变压器运行时采取的保护形式还包括过流继电保护与温度信号保护两种。其中，过流继电保护作为变压器采取气体保护和电流速断保护的后备保护，其主要形式有带时限的跳闸控制、对变压器外部出现的短路及过电流故障进行保护；温度信号保护方式则是通过收集变压器的温度信号变化情况，检测控制变压器运行故障以及异常情况，进而保护变压器的运行安全。
三、220kV变电站变压器的继电保护措施分析
1.变压器运行状态措施
变压器运行时要对其整体运行状态进行全方位监控，以降低由于过负荷或外部短路所造成的输电风险，进而提高高压变电站的输电作效率，降低电力系统运行的经济成本。对变压器运行状态进行保护时，主要采取以上几种变压器故障的保护形式，如气体保护、电流速断保护与差动保护、过负荷保护和过流继电保护与温度信号保护。这些保护形式可以在很大程度上对变压器的运行状态进行检测和控制，从而保障其安全稳定运行。
2.变压器继电运行检测
（1）继电保护装置检验。对于变电站中的变压器，应当对其运行时的继电运行措施进行检查校验，将检验电流回路升流抑制，对变压器的继电保护装置进行检测。在变压器工作时，对变压器的继电器装置进行检测，首先确定改变定值的范围，接着改变接电线路。在进行变压器继电器检测校验的过程中，工作人员还需进行回路升压的校验，在这两次检验完成后工作人员应注意不能拔掉插件，以免出现变压器继电失误，从而引发故障。
（2）定值区的控制过程。在使用微机保护对变压器进行继电保护时会涉及到定值区的问题。一般情况下，通过机械特性和焊接点检查来分析微机保护的定值问题，从而对定值区进行控制。可以对定值区内的数值进行一体化、规划化以及标准化的处理，从而在很大程度上提高变电站变压器的输电能力和效率。实际中通常采用将大截面的铜线或者导线紧紧固定在接地网上的方式来解决变压器继电运行过程中定值规范的问题。
（3）保护装置的维护措施。为了确保变电站中的变压器在变电过程中的正常稳定运行，应当对变压器和继电保护装置进行定期的观察、检测、维修和护理。同时，工作人员还应当对电力系统本身发生的短路故障、变压器以及其他设备外壳产生的火花放电，以及话机的使用进行及时处理，以降低断路器本身发生故障的可能性。
3.变压器的抗干扰措施
为了保证220kV以上变电站变压器的继电保护设备和自动装置的正常运行，不仅要采取上述各种措施外，还应该保证继电保护的二次电子设备本身具有抗电磁干扰能力。设计和建设变电站时，应当将其抗干扰能力考虑在内，尽可能保证设备运行时，二次设备受到的电磁干扰低于其承受水平。可以采取以下几种措施降低干扰：
（1）在干扰源处降低干扰。主要措施为减小设备的接地阻抗，控制当高频电流注入时设备产生的电压，进而实现对输电线路整体调整与改观。与此同时，应当增加低阻抗的接地网的建设，使220kV变电站与地之间的电位差尽可能降低，达到减少二次回路干扰的目的。
（2）在二次回路上减低干扰。要降低整个变电站的电磁干扰水平，最关键和重要的是降低二次回路受到电磁干扰的影响，可以采用将一次和二次回路之间的耦合切断以及使用带屏蔽层的控制电缆的措施。也可以对开关场和控制室两端的接地采取合理的措施，以降低整体的二次回路受到干扰。通过屏蔽层在开关场和控制场的两端接地，可以降低暂态感应电压，屏蔽感应电流，并达到减少暂态电流产生的磁通的目的。
（3）在装置配线上提高抗干扰水平。在装置配线上提高抗干扰水平时，可以采取将继电保护盘端的开关场进线处的电容进行接地的措施，使得控制电缆引起的电磁干扰通过母线传回控制回路，进而屏蔽了控制电缆的干扰。除了以上提出的二次回路上抗干扰措施，微机保护盘上也可以进行抗干扰的实现，方法为展开阵对交流和直流电源的导线。
四、结论
220kV变压器作为高压电网的重要组成部分，其正常运行对电力系统的安全、稳定、可靠起着十分重要的作用。在实际工作中，应做好变压器运行维护工作，切实加强变压器的运行管理，发现隐患时及时排除，保障其安全可靠运行。
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电力变压器继电保护篇7
关键词：大型水电厂；发电机；变压器；继电保护；保护原理；电力设备文献标识码：a
中图分类号：tV734文章编号：1009-2374（2016）26-0116-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.26.056
发电机是生产电的核心，变压器是完成电力输出与使用的核心。二者在整个电力系统中都有着非常重要的地位与作用。重视发电机和变压器的继电保护，是维持二者正常工作的必要措施，是维护电力系统正常运作的必然要求。
1发电机变压器继电保护的必要性与方式
1.1发电机继电保护的必要性与方式
对发电机进行继电保护最为根本的目的是为了维持发电机的正常运作，以保证正常的电力输出，维持整个电网稳定运行。发电机的继电保护具有安全性、选择性、迅速性、可靠性和灵敏性五大性能。当发电机出现故障时，继电保护装置就会在最短的时间内尽快切除故障机组，不影响周围的线路及发电机运行。在故障排除后，发电机又可以正常地使用。由此可以看出，继电保护不仅是为了维持发电机的正常运行，也是为了保证周围线路及设备的安全，为尽快恢复正常的电力输出提供良好的条件。
发电机的继电保护方式主要有三种，分别是纵差保护、横差保护和接地保护。
纵差保护主要针对于发电机内部出现短路的情况。这种保护方式能够在无延时的情况切断保护范围内的各种短路线路，并同时不影响发电机的过负荷和系统振荡，非常适用于容量在1mw以上的发电机保护中。
横差保护是利用两个支路电流差的反应，来实现对发电机定子绕组匝间短路的情况。该方式主要通过两种接线方式实现：一是在每相装设两个电流互感器和一个继电器，以形成单独的保护系统；二是对于可以引出多个中性点的定子绕组，通过在各中性点引出线处增设零序电流互感器的方法，构成单元件横差或多元件横差保护。单相接地保护主要有四种实现方式，分别是发电机定子绕组单相接地、利用零序电流构成定子接地保护、利用零序电压构成定子接地保护或利用三次谐波电压构成定子接地保护。
1.2变压器继电保护的必要性与方式
变压器是电力系统中一个重要的元件，对维持整个电力系统的正常运行有着非常重要的影响。不同地区对于用电的要求不同，变压器能够将从发电机发出的统一的电压变成不同的电压输出，以满足不同用户对电力的需求，所以当变压器发生故障，将无法按照各用户的需求提供相应电压的电力，故而造成整个电力使用情况的混乱，甚至是瘫痪。
变压器的继电保护方式主要分为瓦斯保护、电流速断保护、外部相间短路所采用的保护方式、外部接地短路所采用的保护方式、过负荷保护及过励磁保护。外部相间短路一般所用的保护方式为过电流保护、复合电压、负序电流及低电压启动的过电流保护和阻抗保护。由此可见，变压器的继电保护方式非常多，其原因之一是变压器的种类、容量与运行功率等具体情况也不尽相同，因此在选择合理的继电保护方式时一定要符合变压器实际的需求。
2水电厂发电机变压器的继电保护方式
2.1水电厂发电机定子接地继电保护的原理
当水电厂发电机中的定子单相接地极有可能会发展成为匝间短路、相间短路和两点接地短路。一旦发生短路，就会影响整个发电机的正常运转，进而影响整个电网系统的正常运行，所以其继电保护通常都是在其中性点设置高阻，即通过接地变压器来限制暂态过电压或以相同的原理建立一个保护系统。当定子绕组单相接地出现故障时，能够对发电机的系统进行100%的保护，如当故障发生时，能够立即反应并进行自动跳闸，以实现保护的目的。
2.2遵循水电厂继电保护的基本原则
水电厂是将水的位能和动能转化为电能的工厂，因位置、径流的不同，其具体的形式也是不同的。与火电厂不同，大多数水电厂是采用发电机和变压器接线连接的方式，但需要注意的是，大多水电厂的发电机容量都以小型为主（容量在25mw）。一般采用扩大单元接线，将几台小型的发电机共用一台变压器，然后经断路器后并联于母线上。而大型水电厂一般采用单元接线，且大多设置有发电机出口断路器，一般水电厂的发电机和变压器的继电保护配置是分开的，通常采用双套保护
配置。
2.3合理地配置水电厂继电保护
2.3.1发电机定、转子保护配置。发电机定、转子保护配置有发电机定子接地保护和转子接地保护。定子接地保护配置的原理是通过基波零序电压实现对发电机85%～95%的定子绕组接地的保护，同时通过三次谐波电压实现对中性点附近的定子绕组接地保护。在进行该继电保护配置时，需要根据零序电压和三次谐波确定各定子的独立出口回路，以适应不同发电机对保护配置的要求。
转子接地保护配置主要是用于当励磁回路一点接地故障时且，发电机并未因此出现故障，但如果继续发生第二点接地就会严重影响发电机的正常运行的情况中。当出现一点接地故障时，继电保护装置测到其具体的位置，计算出测量接地电阻和接地位置，并发出告警信息，运行人员及时采取减负荷、停机等措施。
2.3.2变压器的继电保护配置。水电厂的变压器分为主变压器和厂用变压器。主变压器的继电保护配置一般是由差动、重瓦斯、低压过流、零序、低压侧接地、轻瓦斯、温度升高和温度过高组成。根据水电厂和主变压器的具体情况，可以适当地加上间隙零序过流和差动速断保护建立一个新的保护配置。将一套工控机作为连接和管理主变压器继电保护配置和厂用变压器继电保护配置的单元管理机，从而简化二者外部的接线流程。
厂用变压器的继电保护中原来装在高压开关柜上的保护配置可以拆除，便于对该保护装置的管理与维护。将之前的保护屏装在主变压器的保护屏旁边，并与之共用一台单元管理机，如此既能有效地实现水电厂变压器的需求，同时也节约了继电保护配置的成本投入。
3关于水电厂的继电保护发展方向研究
3.1网络信息化
随着信息化以及用电安全逐步深入人心，人们对水电厂的运行安全要求越来越高。当前的网络信息技术完全能够帮助管理人员及时地发现水电厂中设备的故障范围，并诊断出具体的故障，帮助维修人员及时地处理。而其对于各种相关数据的收集，能帮助管理人员更好地了解发电机和变压器的运行情况，从而建立一个有效的管理方式，帮助水电厂更好地实现人力资源的合理利用。
3.2微机化
网络化的实现有赖于计算机技术的发展，而计算机技术在很大程度上推动了微机保护硬件的发展。大量的机械设备、元件开始变得越来越小，一块小小的芯片所蕴含的功能也越来越多。如今我国大多数水电厂中对发电机和变压器的继电保护配置都是集中在32位的CpU中，通过CpU的储备管理能力和处理信息的功能，加大了对继电保护配置的管理，同时也很大地节约了设备的空间。这些都能有效地提升继电保护配置运行的便利性和正常的维护保养，进而大大提升水电厂的安全系数。
3.3智能化
微机化与网络化技术的大量使用与发展，必然会促进智能化技术的出现。目前智能化技术已经成为水电厂管理中不可或缺的工具。其中最为常用的方式是神经网络，即运用非线性映射的方式来解决发电机或变压器的继电保护配置在运行中出现的问题。将专家系统加入到水电厂中发电机与变压器的管理系统中，能就其出现的故障和继电保护问题进行有效的分析、总结，快速地查找出问题的原因，并制定出解决方案。如果继电保护中出现一些从未见过的故障情况，系统会自动对其进行记录，为下一次解决故障提供准备。
3.4多功能一体化
当上述技术都得到有效的运用与发展时，实际上就是将一套集多种功能于一体的计算机管理系统应用在水电厂的继电保护系统中。该系统能够对水电厂中的发电机和变压器的运作进行实时监测与分析，对其运行的数据和故障信息进行有效的分析及处理，保证及时处理或发现继电保护中的问题。
4结语
作为水电厂最为重要的两个核心部件――发电机和变压器，对其进行继电保护是非常重要的。但需要注意水电厂不同于火电厂，二者发电机和变压器的连接方式不同，自然发电机和变压器的继电保护配置也不一样。在设计水电厂发电机和变压器的继电保护配置时，要严格遵循其配置的原则，选择合适的配置方式。紧紧跟随时代的脚步，及时地引进现有的科学技术，让水电厂的发电机和变压器的继电保护方式能更好地发挥作用，更好地帮助水电厂实现经济效益和社会效益。
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电力变压器继电保护篇8
关键词：继电保护；变压器；电力故障；电力系统；电力设备文献标识码：a
中图分类号：tm774文章编号：1009-2374（2016）28-0052-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.026
变压器的可靠、稳定运行关系到整个电力系统的正常运行，继电保护装置的作用是及时发现变压器故障并采取快速的保护动作，避免变压器损坏，将故障损失最小化。而继电保护技术在实际应用中可能会出现拒动、误动的情况，继而对变压器造成损害，因此还需要配合辅助方法，及时消除主变保护故障。
1变压器设备的继电保护配置
1.1过负荷保护和过电流保护
过负荷故障指的是因超定额负荷引起的故障，出现过负荷故障时如果三相对称仍可继续运行比较短的一段时间，在这段时间内继电保护会检测到故障信号并发出警报，同时做出过负荷保护反应。在装配过负荷保护时需按变压器实际型号和负荷状况选择安装方式，对于双绕组变压器，降压式需安装于高压侧，升压式需安装于发电机一侧，而三绕组变压器（直接带负荷）还需配置负荷检测以及电流互感装置。过电流指的是超载流量引起的短路、过载故障。
1.2瓦斯保护
瓦斯保护是以气体反应状态进行的继电保护，多应用于大中型的油浸式变压器继电保护中，包括重瓦斯保护和轻瓦斯保护两种。前者在二次回路故障或者油面骤然急剧下降状态自动跳闸保护装置，后者则在发现故障瞬间发出警报。瓦斯保护具有高灵敏度、低成本的优点，不过该保护装置只能用于变压器内部的故障保护反应，不能对外部故障做出保护反应。
1.3差动保护
差动保护是以基尔霍夫电流定律为工作原理，保护设备若发生短路，则被保护设备中电力出入值会存在电流差，当电流差超出差动保护装置系统预设的定值时就会启动保护装置，做出保护动作。差动保护分为横差保护和纵差保护两种形式，前者设计原理为循环电流原理，依照设备电流过差判断故障，如电流过差为0则无需启动保护，如出现电流分流等故障则电流过差会增大，超出定值时立刻启动保护将变压器与电网系统断开，从而控制故障的影响范围；后者主要用于变压器设备内部的绕组保护反应，包括绝缘保护管套的单相接地、中性点接地和相间短路等故障。
1.4后备保护
后备保护指的是主保护装置的备用保护装置，主保护在电力回路发生故障时会在故障瞬间断开回路元件，但是当主保护受到其他原因的影响没有瞬间做出保护，另外一个保护即后备保护就会在接下来较短的时间内断开故障回路，做出保护反应。
2主变保护故障及继电保护措施
2.1盲区故障的产生
2.1.1运行过程产生的盲区故障：比如电流互感装置和低压侧短路器间产生故障，这一过程低压侧母线的电流会增大，电压降低，此时低压侧保护装置会在短时间内启动主变保护断路器，恢复低压侧母线的电压。但是故障处这时还未隔离，电流从高压侧母线经由主变输送至故障点时高压侧电压不能正常开放，因为高压侧虽然电路较高，但仍无法对抗主变阻抗，因此无法快速有效地将故障点切除，进而导致故障保护盲区。
2.1.2操作过程产生的盲区故障：变压器实际运行过程中，是在断开低压侧断路装置的基础上展开相关检修与操作的，高压侧的断路装置闭合时冲击主变至其恢复正常，然后再将低压侧的断路装置闭合，继而输出电流。若是在冲击主变的过程中，低压侧电流互感装置、断路装置间出现遗漏检修器具、地刀未拉开等故障，且差动保护未能做出保护，主变阻抗较高由导致高压侧的电压不能动作开放，即使低压侧电压处于正常状态也无法在并联启动状态下打开回路过电流保护，因此不能快速有效地将故障切除，形成故障保护盲区，造成主变的损毁。
2.2消除盲区故障的继电保护措施
2.2.1对中低压侧的后备保护逻辑做出改进：对于双绕变压器，其中低压测后备保护逻辑与，若低测压中低压测的断路装置断开，且电流超出定值，则高压侧的断路装置会在规定时间内跳开，如图1所示。而在三绕变压器中，其中低压测后备保护逻辑与通过双绕变压器大致相似，当中低压测的断路装置断开且电流超出定值时，低、中、高压测的断路装置均会在规定时间内跳开，如图2所示。依照上述逻辑可根据中低压测断路装置跳开位置和电流大小判断出电流互感装置和中低压侧断路装置间的故障，解决故障，防止二次短路造成主变损毁。
2.2.2对高压侧后备保护逻辑做出改进：对于双绕变压器，其高压测后备保护逻辑是，当低压侧的断路装置断开且高压侧的电流超出定值时，高压侧的断路装置会在规定时间内跳开。而对于三绕变压器，其高压侧的后备保护逻辑是，当低压侧或中压侧的断路装置断开且高压侧的电流超出定值时，低、中、压侧的断路装置均在规定的时间内跳开。
2.2.3实际应用操作中，可能会因运行方式不一样而导致保护设备误动，对此还需采取针对性的辅助措施。对于双绕变压器，当低压侧的短路开关装置处于检修或者冷备状态，而主变和高压侧的断路装置继续运行时，可在低压侧的断路装置处装置一块输入压板，防止低压侧的断路装置方位变动而导致高压侧的继电保护出现频繁误动的情况。对于三绕变压器，还应充分考虑低、中、高各侧断路装置的预热情况，需密切配合保护动作的时限要求，然后采用接线和改进保护逻辑的措施防止出现高压侧因为中、低压测发生短路而造成过电流启动。
3结语
在电力系统的安全稳定运行中，变压器起着至关重要的作用，但是后者受到环境条件、污垢淤积、绝缘保护损坏、设备老化等外部或内部因素的影响，存在一定的故障风险，而继电保护可将变压器故障风险及损失控制在最小的范围内。对此应深入研究了解变压器中的继电保护装置及其保护技术，充分发挥继电保护技术的作用，提高变压器和电力系统运行的安全、稳定和可靠。
参考文献
[1]林亦鹏.探析变压器故障解决中继电保护技术的应用[J].科技与创新，2014，（13）.
[2]张珂.电力系统继电保护技术应用现状分析[J].中国高新技术企业，2015，（22）.
[3]张继军.继电保护技术在变压器故障解决中的应用
[J].自动化应用，2015，（12）.
电力变压器继电保护篇9
【关键词】变压器；差动保护；故障；措施
前言
随着电力事业的发展，超高压输电线路在我国的建设越来越普遍，大容量超高压的大型电力变压器的应用也随之扩大，这就要求变压器保护不仅可靠，而且要快速。但是变压器保护的发展远远落后于系统发展的速度，据统计目前变压器保护动作正确率普遍不高，有时候会出现一些原因不明的误动，传统的保护原理、保护方法面临严峻的挑战。因此研究出可靠的判据，防止变压器保护误动，具有较大的理论和工程应用价值。因此，本文重点分析变压器差动保护的基本原理、差动保护误动作的原因以及防范措施。
一、差动保护的基本原理
变压器的主保护一般选用电流纵差动保护，其不但能够正确区分区内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时的切除保护区内各种故障，具有很多优良特点。图1所示为双绕组单相变压器纵差动保护的原理接线图，i1、i2分别为变压器一次侧和二次侧的一次电流，参考方向为母线指向变压器；、为相应的电流互感器二次电流。
根据上式，正常运行和变压器外部故障时，差动电流为零，保护不会动作；如果变压器内部任何一点故障时，包括电流互感器与变压器之间的引线，只要故障电流大于差动保护继电器的动作电流时，差动保护就可以迅速动作。
当变压器电流互感器饱和、变压器变比调整等时，差动保护会产生不平衡电流。针对不同状况引起的不同的不平衡电流，需要引入制动电流，使差动保护不误动作。根据制动电流与差动电流比值大小来判断保护是否动作，这种判据方法称为比率差动。差动保护要根据变压器变比及各侧电流互感器变比将各侧二次电流进行折算，使差动电流能真实反映实际一次差动电流。
二、差动保护误动的原因
变压器差动保护装置的准确动作依赖于保护正确的整定值与正确的接线。由于变压器各侧的绕组接线方式、电压等级、电流互感器的型号、比率都不同，而且主变压器的短路电流、励磁涌流、铁芯饱和等诸多因素的影响，使变压器差动保护取样的不平衡电流值可达到一个较大的数量级数值，尤其是在整定值不匹配或者保护接线不正确的情况下，产生的不平衡电流将大于保护的整定值，此时就会造成误动，就会对电网运行带来严重的危害。
变压器差动保护误动的原因很多，下面给出一些常见的误动作原因：
（1）常见原因是变压器分接头调整问题，一般变压器高压绕组有调压分接头，有的还要求变压器能够有载调压，此时会导致不平衡电流增大，当大于保护的整定值时就会造成保护误动；
（2）由变压器涌流引起的差动保护误动事故也较常见，一般情况下变压器铁芯没有饱和，其工作在线性区域，此时励磁电流较小，差动保护一般不会误动，但在一些过渡过程中或变压器带有冲击负荷时，变压器的铁芯就会出现饱和现象，产生几倍甚至十几倍额定电流的励磁涌流，容易引起变压器差动保护误动；
（3）变压器如果在保护区外发生故障时，变压器一次侧电流的非周期分量较大，如变压器各侧的电流互感器饱和特性不一样，易引起某一侧的电流互感器饱和，产生暂态不平衡电流，可能会引起差动保护误动。在外部故障切除过程中，由于电流互感器的局部暂态饱和也可能会引起差动保护的误动；
（4）在稳态过励磁情况下，变压器也会有励磁电流剧增的状况出现，就会引起差动保护非选择性的误动；
（5）如果变压器内部匝间轻微有故障时，虽然流过短路环的电流很大，但流入差动回路的电流可能很小，可能小于保护的整定值，此时就会影响到差动保护的灵敏动作。
在一般变电站中，差动保护是主变压器的主保护，其安全可靠性对变压器保护影响最为关键。变压器的差动保护在变压器正常运行和区外故障时，理想状况下流入差动继电器的电流为零，保护装置不动作。但是在工程中变压器在正常运行或区外故障时都有可能产生较大的不平衡电流，不平衡电流有可能大于差动保护的整定动作值，就可能引起变压器差动保护的误动作。
三、差动保护误动作防预措施
变压器差动保护误动作会给电网安全稳定运行造成很大威胁，同时也会造成巨大的经济损失，所以必须对变压器差动保护采取防预措施。
（1）变压器差动保护的电流互感器应选用D级电流互感器。如果工程运行中的差动保护已选用了其他型号的电流互感器，为了消除不平衡电流，变压器两侧的电流互感器应按10%误差曲线选择，而且在整定变压器差动继电器的动作电流时要引入同型号系数Ktx，修正型号异同的影响，以防止继电器误动；
（2）电力系统中运行的变压器差动保护装置通常采用DCD-2型差动继电器DCD-2型差动继电器是由DC-11/0.2型电流继电器和带短路线圈的速饱和变流器组成的，变压器励磁涌流带来的不平衡电流影响能够被其短路线圈可靠地消除；
（3）在变压器正常运行和保护区外故障时，尽量减少差动电压，减少稳态时的不平衡电流，防止继电器误动；
（4）改进差动继电器，比如更换容量较大的继电器接点、增长继电器接点距离等，可以有效解决继电器合闸时的击穿问题，防止继电器误动；
（5）在变压器运行过程中，要定期检查差动继电器的工作状况是否正常。运行维护人员要定期检查变压器差动保护的工作状况，及时发现潜在问题，做好预防措施。
正确应用变压器的纵联差动保护是电力系统安全生产的重要保障之一，运行中对差动保护要求有很高的可靠性。变压器的结构复杂，特点独特，因此必须严格按规程要求认真分析变压器运行的各个细节，全面了解变压器纵联差动保护的原理与特点，采取相应措施，合理选择变压器电流互感器，提高和增强继电保护运行人员的技术水平和责任心，杜绝事故发生，确保差动保护可靠动作，从而保证变压器可靠运行。
四、结束语
本文总结了变压器差动保护误动作的几种典型原因，并介绍了差动保护误动作的防治措施。大量研究表明：差动保护原理应用于变压器不够完善，因为变压器不同于输电线路，不适用基尔霍夫电流定律，因为变压器不是纯电路设备，它是由磁路联系的若干独立电路组成的。因此在工程中要积极研究更为完善的变压器微机保护，严格根据有关规程和导则判断变器的故障性质，以采取合理的措施进行处理，避免事故的发生，以保证变压器的安全、可靠、经济运行。
参考文献：
[1]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用[m].北京：中国电力出版社，2002.
电力变压器继电保护篇10
论文摘要:文章简要说明配电变压器各种保护配置类型，通过分析比较，提出加强配电变压器保护优化配置，合理选择保护方案，可以提高配电变压器保护动作可靠性。
变压器是配电网的主要设备，应用面广量大，其安全运行直接影响整个系统的可靠性。目前，配电变压器保护配置方面还存在许多问题，其中配电变压器与保护不匹配或存在动作死区，造成越级跳闸、拒动导致的事故相当多，因此，加强配电变压器保护优化配置，合理选择保护方案，可以提高配电变压器保护动作可靠性，有效防止主线路出口断路器保护误动。
一、配电变压器采用熔断器作为保护
熔断器是配电变压器最常见的一种短路故障保护设备，它具有经济、操作方便、适应性强等特点，被广泛应用于配电变压器一次侧作为保护和进行变压器投切操作用。所以一般配电变压器容量在400kVa以下时，采用熔断器保护，高压侧使用跌落式熔断器作为短路保护，低压侧使用熔断器作为过负荷保护。
使用跌落式熔断器确定容量时，既要考虑上限开断容量与安装地点的最大短路电流相匹配，又要考虑下限开断容量与安装地点的最小短路电流的容量关系。目前，户外跌落式熔断器分为50a、100a、200a三种型号，200a跌落式熔断器的开断容量上限是200mVa，下限是20mVa，其选择是按照额定电压和额定电流两项参数进行，也就是熔断器的额定电压必须与被保护配电变压器额定电压相匹配，熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流，可选为额定负荷电流的1.5～2倍，此外，应按被保护系统三相短路容量，对所选定的熔断器进行效验，保证被保护设备三相短路容量小于熔断器额定开断容量上限，但必须大于额定开断容量的下限。笔者曾经参与过事故调查，发现部分配电变压器所配置熔断器的额定开断容量(一般指上限)过大，或者在线路末段t接的配电变压器，选定熔断器造未经过短路容量效验，造成被保护变压器三相短路熔断器熔断时难以灭弧，最终引起容管烧毁、爆炸，导致主线路跳闸事故。
二、配电变压器采用负荷开关加熔断器组合电器作为保护
负荷开关加熔断器组合电器可以开断至31.5ka的短路电流，其基本特征是依赖熔断器熔断触发撞针动作于负荷开关。配电变压器短路有单相、两相、三相短路，无论哪种故障，任意一相熔断后，撞针触发负荷开关的脱扣器，负荷开关三相联动，及时隔离故障点，防止缺相运行，顺序是先熔断熔丝，后断负荷开关。采用负荷开关加熔断器组合电器作为配电变压器保护，经济实用，既可以开断负荷电流，实现安全操作需要，还可以在10ms内开断短路电流，切除故障并限制短路电流，能够有效保护配电变压器短路故障。
采用负荷开关加熔断器组合电器，广泛应用于1000kVa以下配电变压器保护配置上，熔断器额定电流一般为负荷电流的2～3倍，按照这种配置方案，设计人员一般都不需要进行具体的设计和对短路电流和继电保护整定计算，可以直接选用成套设备，设计人员大部分喜欢此种配置方案。但是这种保护配置方案也有一定局限性，例如，对于短路故障电流的开断均以牺牲熔断器为代价，且动作电流、动作时间无法人为控制，对于轻微相间短路故障，动作时间较长，对于大用户或专线用户，配电变压器台数较多或配电变压器容量较大时，若采用负荷开关作为进线开关，则无法作为母线短路保护及出线负荷开关——熔断器组合电器的后备保护，因为当用户母线短路或熔断器保护不配合时，会导致上级出线开关动作，影响供电可靠性，在这种情况下，应选用断路器加继电保护装置作为进线保护比较可靠。
三、配电变压器采用断路器加继电保护装置作为保护
断路器开断容量大、分断次数多，具备操作功能，配合继电保护装置作为大容量配电变压器主要短路保护开关，应用很广泛，但价格相对较高。
《继电保护和安全自动装置技术规程》(标准GB14285-1993)规定，当容量等于或大于800kVa的油浸变压器时，应配置瓦斯继电器作为变压器内部故障保护，应选用继电保护装置与断路器相配合的保护方案，可以有效地保护配电变压器。近年来，干式配电变压器得到广泛应用，按照要求应配置温度跳闸保护，对于干式变压器也应选用继电保护装置与断路器相配合的保护配置方案。对于Yyno、Dyno接线形式的配电变压器，高低压侧三相四线均采用断路器控制，可以选用两相或三相过电流保护，继电器为反时限型。根据GBJ62—1983《工业与民用电力装置的继电保护和安全自动装置设计规范》规定。应采用下列保护之一:(1)利用高压侧的过流保护，保护装置宜采用三相式以提高灵敏性;(2)接于低压侧中性点的零序电流保护;(3)接于低压侧的三相式电流保护。
目前，部分单位对Yyno接线的配电变压器低压侧中性线配置零序电流保护的认识还不够，认为在变压器高压侧安装了三相式电流保护就能满足要求，其实不然，笔者发现部分配电变压器虽然配置三相式过电流保护装置来防止配电变压器低压侧单相接地短路，但在进行继电保护整定计算时发现，往往有时也满足不了灵敏度要求，这时必须按照规程规定在低压侧另装设保护装置，或在低压侧中性线上安装零序过电流保护。笔者还经过大量计算发现对于Dyno接线的配电变压器，在低压侧发生单相接地或短路故障时，高压侧三相式过电流保护灵敏度能满足要求。因此，在对配电变压器选择保护配置时，应当考虑变压器接线形式:对于Yyno接线的变压器保护配置，应采用高压侧三相式过电流保护作为相间短路或低压侧接地短路保护，如果低压侧单相接地故障时灵敏度不满足要求，还应在低压侧中性线上安装零序过电流保护;对于Dyno接线的变压器保护配置，只在高压侧安装三相过电流保护就能满足灵敏度要求。
四、结语
配电变压器保护配置应根据实际情况考虑熔断器、负荷开关加熔断器、断路器加继电保护装置等多种方案，根据变压器容量和接线形式合理选择保护配置方案，优化配置，确保配电变压器安全可靠运行。
参考文献
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